一种无酶电化学葡萄糖传感器电极材料的制备方法_2

文档序号:8527035阅读:来源:国知局
Fe2O3/石墨烯样品与ImL乙醇形成Img mL—1的分散液、加入1 μ LNaf1n溶液,超声使分散均匀,取3 μ L该混合液滴到玻碳电极上,自然晾干,作为工作电极。
[0035]从图2Α的电镜照片表明样品上Fe2O3颗粒平均大小约为3.2nm、分布均匀。
[0036]以涂有Fe2O3/石墨烯的玻碳电极为工作电极,以Pt电极为对电极,Hg/HgO电极为参比电极,采用电流-时间曲线技术(1-t)测试样品的葡萄糖传感性能。电解质溶液为30mL、IM的KOH溶液,工作电势为0.5V,在300rpm的磁力搅拌下,每隔50s向电解质溶液中加入一定量的葡萄糖溶液,使葡萄糖的浓度增加4 μ Μ、20 μ M、100 μ Μ,记录电极上的电流变化,如图2Β所示,此为样品对葡萄糖的传感测试。
[0037]采用电流-时间曲线技术(1-t)测试样品在葡萄糖传感测试中的抗干扰能力。电解质溶液为IM的KOH溶液,工作电势为0.5V,在300rpm的磁力搅拌下,每隔50s向电解质溶液中加入4 μ L 10mM的抗坏血酸(AA)、4 μ L 10mM的尿酸(UA)、4 μ L 10mM的多巴胺(DA)和20yL 500mM的葡萄糖溶液,记录电极上的电流变化,如图2C所示,此为样品在葡萄糖传感中的抗干扰测试。
[0038]电化学测试表明该样品对葡萄糖的电流灵敏度为1.557mA mTcnT2,线性检测范围为O - 0.5mM,最低检测限为0.45 μ Μ,对AA、UA和DA的响应远小于对葡萄糖的响应,具有很好地抗干扰性能。
[0039]实施例3
[0040]将碳化硅(SiC)样分散到乙醇中,形成0.1mg mL—1的分散液,将分散液滴涂在石英玻璃板上,干燥后放入ALD设备的沉积腔体中,进行N1的沉积,设定的沉积参数为:反应温度为300°C,反应源二茂镍的温度为60°C,氮气流量为50SCCm。首先用高纯氮气吹扫lOmin,然后将二茂镲蒸气送入沉积室,脉冲时间为6s,憋气时间为30s,吹扫时间为60s ;再将03送入沉积室,脉冲时间为ls,憋气时间为30s,吹扫时间为60s,至此完成一次沉积循环。重复进行600次沉积循环。将沉积了 N1的SiC样品收集起来并研磨备用。
[0041]将制得的N1/SiC样品与ImL乙醇形成5mg mL—1的分散液、加入1yL Naf1n溶液,超声使分散均匀,取3 yL该混合液滴到玻碳电极上,自然晾干,作为工作电极。
[0042]从图3A的电镜照片表明样品上N1颗粒平均大小约为4.2nm、分布均匀。
[0043]以涂有N1/SiC的玻碳电极为工作电极,以Pt电极为对电极,Hg/HgO电极为参比电极,采用电流-时间曲线技术(1-t)测试样品的葡萄糖传感性能。电解质溶液为30mL、IM的KOH溶液,工作电势为0.5V,在300rpm的磁力搅拌下,每隔50s向电解质溶液中加入一定量的葡萄糖溶液,使葡萄糖的浓度增加4 μ Μ、20 μ M、100 μ Μ,记录电极上的电流变化,如图3Β所示,此为样品对葡萄糖的传感测试。
[0044]采用电流-时间曲线技术(1-t)测试样品在葡萄糖传感测试中的抗干扰能力。电解质溶液为IM的KOH溶液,工作电势为0.5V,在300rpm的磁力搅拌下,每隔50s向电解质溶液中加入4 μ L 10mM的抗坏血酸(AA)、4 μ L 10mM的尿酸(UA)、4 μ L 10mM的多巴胺(DA)和20yL 500mM的葡萄糖溶液,记录电极上的电流变化,如图3C所示,此为样品在葡萄糖传感中的抗干扰测试。
[0045]电化学测试表明该样品对葡萄糖的电流灵敏度为2.037mA mTcnT2,线性检测范围为O -4.5mM,最低检测限为0.32μΜ3#ΑΑ、Μ* DA的响应远小于对葡萄糖的响应,具有很好地抗干扰性能。
[0046]实施例4
[0047]将碳纳米管样品分散到乙醇中,形成0.3mg mL—1的分散液,将分散液滴涂在石英玻璃板上,干燥后放入ALD设备的沉积腔体中,进行CuO的沉积,设定的沉积参数为:反应温度为320°C,反应源乙酰丙酮铜的温度为120°C,氮气流量为lOOsccm。首先用高纯氮气吹扫lOmin,然后将乙酰丙酮铜蒸气送入沉积室,脉冲时间为10s,憋气时间为50s,吹扫时间为90s ;再将O3送入沉积室,脉冲时间为3s,憋气时间为50s,吹扫时间为90s,至此完成一次沉积循环。重复进行800次沉积循环。将沉积了 CuO的碳纳米管样品收集起来并研磨备用。
[0048]将制得的CuO/碳纳米管样品与ImL乙醇、10 μ L Naf 1n溶液通过超声处理混合均匀,取3 μ L混合溶液滴涂到打磨过的玻碳电极上,干燥后进行电化学测试。
[0049]将制得的CuO/碳纳米管样品与ImL乙醇形成8mg mL—1的分散液、加入1yLNaf1n溶液,超声使分散均匀,取3 μ L该混合液滴到玻碳电极上,自然晾干,作为工作电极。
[0050]从图4A的电镜照片表明样品上CuO颗粒平均大小约为3.4nm、分布均匀。
[0051]以涂有CuO/碳纳米管的玻碳电极为工作电极,以Pt电极为对电极,Hg/HgO电极为参比电极,采用电流-时间曲线技术(1-t)测试样品的葡萄糖传感性能。电解质溶液为30mL、IM的KOH溶液,工作电势为0.5V,在300rpm的磁力搅拌下,每隔50s向电解质溶液中加入一定量的葡萄糖溶液,使葡萄糖的浓度增加4 μ Μ、20 μ M、100 μ Μ,记录电极上的电流变化,如图4Β所示,此为样品对葡萄糖的传感测试。
[0052]采用电流-时间曲线技术(1-t)测试样品在葡萄糖传感测试中的抗干扰能力。电解质溶液为IM的KOH溶液,工作电势为0.5V,在300rpm的磁力搅拌下,每隔50s向电解质溶液中加入4 μ L 10mM的抗坏血酸(AA)、4 μ L 10mM的尿酸(UA)、4 μ L 10mM的多巴胺(DA)和20yL 500mM的葡萄糖溶液,记录电极上的电流变化,如图4C所示,此为样品在葡萄糖传感中的抗干扰测试。
[0053]电化学测试表明该样品对葡萄糖的电流灵敏度为1.727mA mTcnT2,线性检测范围为O - 0.5mM,最低检测限为0.93 μ Μ,对AA、UA和DA的响应远小于对葡萄糖的响应,具有很好地抗干扰性能。
【主权项】
1.一种无酶电化学葡萄糖传感器电极材料的制备方法,其特征在于包含如下步骤: (1)将载体分散到乙醇中,形成0.01-0.3 mg mr1的分散液,将分散液滴涂在石英板上,再将石英板放入原子层沉积设备的反应腔,用高纯氮气吹扫2-30min,然后开始沉积氧化物纳米粒子; 设定的ALD沉积技术沉积参数为: 反应温度200-350 0C ; 反应源:采用金属络合物和03为前体,金属络合物源温为50-130 0C ;03流量为20sccm ; 载气:10-100 sccm高纯氮气; 脉冲、憋气和吹扫时间:首先将金属络合物蒸气送入沉积室,脉冲时间1-25 S,憋气时间3-60 S,吹扫时间5-90 S,然后将O3送入沉积室,脉冲时间0.01-10 S,憋气时间3-60 S,吹扫时间5-90 S,完成一次沉积循环;重复该沉积循环200-800次,得到金属氧化物/载体复合材料; (2)将步骤(I)中通过ALD技术生长得到的金属氧化物/载体复合材料分散到乙醇中,形成0.2-10 mg mL—1的分散液,再加入Naf1n溶液,形成浓度为10 μ L Naf1n/mL乙醇的混合溶液,超声使分散均匀,取3 μ L该混合液滴到玻碳电极上,自然晾干,作为工作电极。
2.如权利要求1所述的一种无酶电化学葡萄糖传感器电极材料的制备方法,其特征在于所述的金属络合物为二茂铁、二茂镍、二茂钴或乙酰丙酮铜。
【专利摘要】一种无酶电化学葡萄糖传感器电极材料的制备方法是将载体分散到乙醇中,后滴涂在石英板上,再将石英板放入原子层沉积设备的反应腔,采用ALD沉积技术进行沉积氧化物纳米粒子,得到金属氧化物/载体复合材料。金属氧化物/载体复合材料分散到乙醇中加入Nafion溶液,超声使分散均匀,取该混合液滴到玻碳电极上,自然晾干,作为工作电极。本发明具有工艺简单、易操作、易控制的优点。
【IPC分类】G01N27-30
【公开号】CN104849332
【申请号】CN201510254695
【发明人】覃勇, 杨鹏, 高哲
【申请人】中国科学院山西煤炭化学研究所
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月18日
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